3.1细胞膜的结构和功能【知识精研+能力提升】高一上学期生物人教版（2019）必修1

第3章第1节问题探讨鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色。讨论

1．为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？

2．据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什

么功能？死细胞活细胞太阳辐射病毒皮肤是人体的边界古代国家的边防建筑——长城细胞真的有细胞膜吗？细胞膜?新鲜的苋菜叶泡进水中，水一般不会变红，但高温炒熟的苋菜中却有红红的汤汁，这可能是因为什么？鸡蛋中其实只有蛋黄才算真正的细胞，蛋清只是供受精卵发育的营养物质。当你打破一个鸡蛋时，蛋清会迅速平摊在桌面，朝各个方向流去，蛋黄却好像被包裹了起来，不会四处流动，由此你想到了什么？细胞有细胞膜321流动镶嵌模型的基本内容细胞膜的功能对细胞膜结构的探索目录一.细胞膜的功能讲细胞与外界环境分隔开生命起源于原始地球——一盆“热汤”中，膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段，细胞膜将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始的细胞，并成为相对独立的系统。细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。控制物质进出细胞细胞膜对进出细胞的物质具有控制作用。细胞需要的的营养物质可以从外界进入细胞，细胞不需要的物质不容易进入细胞。与膜结合的信号分子发出信号的细胞靶细胞激素血管靶细胞靶细胞内分泌细胞分泌的激素（如胰岛素），随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。进行细胞间的信息交流胞间连丝

相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。例如，高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用。321流动镶嵌模型的基本内容细胞膜的功能对细胞膜结构的探索目录

材料一

1、19世纪末（当时的技术条件下生物膜不易观察）科学家欧文顿通过上万次的实验，发现：凡可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。

2、科学家在实验中发现:生物膜会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被分解蛋白的酶分解.作出假说：组成生物膜的物质中有脂质和蛋白质20世纪初,科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来.化学分析表明,膜的主要成分是脂质和蛋白质作出假说实验和观察证据实验和观察依据验证和完善推理和想象假如你作为一名学者来探究细胞膜的结构，你首先研究的内容会是什么？细胞膜的组成成分二.对细胞膜结构的探索活动主题一：利用你学过的知识推理和想象，提出许多磷脂分子在空气和水界面上单分子排布的假说，并用画图来表达。甘油胆碱磷酸脂肪酸亲水头部疏水尾部活动主题二：利用你学过的知识推理和想象，提出许多磷脂分子在空气和水界面上单分子排布后被搅动,在水溶液中形成的相对稳定排布假说，并用画图来表达。获得对膜组成成分的认识后，接下来应该研究什么？组成成分在膜中的排布方式搅动后水溶液中形成球状的微团双层脂分子的球形脂质体

空气和水界面上单分子排布

材料二膜上的脂质也是这样排列的吗？

1925年两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。科学家的结论是：膜中的脂质分子必然排列为连续的两层1、若换成从肝细胞中提取脂质，则结果还相同吗?为什么？2、请结合P42思考与讨论”中关于磷脂的化学特性的知识，推测生物膜中磷脂双分子层的排列方式。思考：

材料四20世纪50年代电子显微镜诞生。在电子显微镜下观察蛋白质显得灰暗，磷脂分子显得光亮。1959年罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。

所有的生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成,生物膜为静态的对称统一结构(“三明治”模型)蛋白质的排列方式又是如何的呢？材料三20世纪40年代有学者推测：蛋白质覆盖在脂质的两侧

材料五随着新的技术手段不断运用于生物膜的研究，一些学者使用了更加先进的技术，运用红外光谱等技术证明，膜蛋白主要为球形结构。冰冻蚀刻电镜技术又证明，脂双层中分布有蛋白质颗粒.科学家发现膜蛋白并不是全部平铺在脂质表面,有的蛋白质是嵌入在脂质双分子层中.活动主题三：利用以上材料，提出蛋白质在脂质双分子层中的排布假说，并用画图来表达。细胞膜真的如“三明治”模型描述的那样是对称的？部分嵌入的蛋白质横跨的蛋白质镶在表面的蛋白质全部嵌入的蛋白质变形虫正在吞噬一个草履虫材料六２０世纪６０年代以后，人们对罗伯特森提出模型的异议增加了．不少科学家对于生物膜是静态的观点提出质疑：如果是这样，细胞膜的复杂功能将难以实现，就连细胞的生长、变形虫的变形运动这样的现象都不好解释

材料七1970年,科学家用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子,用发红色荧光的染料标记人细胞表面的蛋白质分子,将小鼠细胞和人细胞融合.

小鼠细胞与人细胞的融合实验证明：膜蛋白的流动性这一实验，以及相关的其他实验证据表明生物膜具有流动性，1972年桑格和尼克森在新的观察和实验证据的基础上提出了流动镶嵌模型．生物膜不是静态的结构是否有实验证据呢？生物膜的结构模型示意图321流动镶嵌模型的基本内容细胞膜的功能对细胞膜结构的探索目录1、磷脂双分子层构成膜的基本支架。（其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层。2、细胞膜具有一定的流动性-结构特点①磷脂分子是可以运动的，具有流动性。②大多数蛋白质分子也是可以运动的。4、在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖脂。（糖被与细胞表面识别、胞间信息交流等有密切联系，有的还有保护和润滑的作用）3、细胞膜结构内外具有不对称性。三.流动镶嵌模型的基本内容前者认为细胞膜是流动的、不对称结构，后者认为是静态的对称结构。思考：该模型与“三明治”模型有何异同点？相同点是：不同点是：都认为主要由脂质和蛋白质组成；如图表示细胞膜的结构示意图,回答下列问题。(1)人体器官移植时,植入的器官常常被排斥,引起这种反应与图中[

]

具有识别功能有关。

(2)在低温下,结构②排列整齐,但温度上升后,会出现排列不整齐现象,其厚度也会减小,这说明细胞膜的结构特点

。

①糖蛋白具有一定的流动性如图表示细胞膜的结构示意图,回答下列问题。(3)如果将细胞膜的各成分进行分离,用

试剂可以对③进行鉴定。

(4)流动镶嵌模型认为,

构成膜的基本支架,其内部是磷脂分子的

端,水溶性分子或离子不能自由通过,因此具有屏障作用。蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面,有的_______

磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层。

双缩脲磷脂双分子层疏水部分或全部嵌入

1、一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞叶绿体基质内，共穿过的磷脂分子层层数是（）A6B8C10D122、细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有着密切关系的化学物质是（）A糖蛋白B磷脂C脂肪D核酸练习巩固：DA3、变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（）A保护作用B一定的流动性C主动运输D选择透过性B6．细胞膜的功能特性和结构特性分别是()A．流动性、选择透过性B．选择透过性、流动性C．流动性、流动性D．选择透过性、选择透过性B4．将两种海绵动物的细胞分散成单个，再进行混合培养，发现只有同种的细胞才能结合。与这种现象密切相关的细胞膜成分是()A．胆固醇B．磷脂分子C．糖蛋白D．糖脂C5、为了检测麦种的质量，将100粒浸入红墨水中，2h后用刀片纵剖开，发现胚乳被染红95%，胚被染红32%，因而断定麦种的发芽率太低。下列对次检测原理的最正确的解释是（）A、胚和胚乳都具有选择透过性，细胞不需要的色素即不会被吸收和吸附B、胚如果是活细胞，红色素就不会被选择吸收C、胚乳的活细胞少，对色素不具有选择吸收作用D、胚乳没有细胞结构，主要成分是淀粉，可吸附色素B7.一位科学家发现，当温度升高到一定程度时，细胞膜的厚度变小而面积增大，这是由于细胞膜的什么特性所决定？()A.是选择透过性膜B.具有一定的流动性C.具有专一性D.具有运输物质的功能

8.生物膜上的蛋白质通常与多糖结合成糖蛋白。在细胞生命活动中，糖蛋白在细胞的识别以及细胞内外的信息传导中有重要的功能。下列生物结构中，糖蛋白含量可能最多的是() A.类囊体的膜B.线粒体的膜C.细胞膜 D.内质网膜9.生物膜的流动镶嵌模型认为生物膜是()